La modellazione è un metodo di indagine che appartiene ai metodi scientifici generali applicabili sia al livello empirico che a quello teorico della conoscenza. Praticamente tutti gli altri metodi di indagine possono essere impiegati nella costruzione e nello studio di un modello.
Con «modello» (dal latino modulus — misura, campione, standard) si intende un oggetto materiale o concepito mentalmente che, nel processo di ricerca, sostituisce l’oggetto originale conservando alcune caratteristiche essenziali per la ricerca in questione. Il processo di costruzione e utilizzo di un modello è detto modellazione.
Nell’analisi dei sistemi, la modellazione è considerata il principale metodo di indagine scientifica, legato al perfezionamento dei metodi per ottenere e registrare informazioni sugli oggetti studiati, così come all’acquisizione di nuove conoscenze mediante esperimenti basati su modelli. Oggi la maggior parte dei modelli viene sviluppata utilizzando la tecnologia informatica; tali modelli possono essere creati con software oppure essere essi stessi software.
Nel costruire un modello, il ricercatore parte sempre dagli obiettivi stabiliti e considera solo i fattori più essenziali per raggiungerli. Di conseguenza, nessun modello è identico all’oggetto originale ed è quindi intrinsecamente incompleto, poiché il ricercatore ha considerato solo i fattori ritenuti più importanti dal proprio punto di vista.
Lo scopo più importante e più diffuso dei modelli è il loro impiego nello studio e nella previsione del comportamento di processi e fenomeni complessi. Va tenuto presente che alcuni oggetti e fenomeni non possono essere studiati affatto in modo diretto. Un altro scopo altrettanto importante dei modelli è che essi aiutano a individuare i fattori più significativi che determinano le proprietà di un oggetto, poiché il modello stesso riflette solo alcune caratteristiche fondamentali dell’oggetto originale, la cui considerazione è necessaria per studiare un determinato processo o fenomeno. Un modello consente di imparare a controllare correttamente un oggetto sperimentando diverse strategie di controllo. Utilizzare l’oggetto reale per questo scopo è spesso rischioso o semplicemente impossibile. Quando le proprietà di un oggetto cambiano nel tempo, il compito di prevedere lo stato dell’oggetto sotto l’influenza di vari fattori diventa particolarmente importante.
L’obiettivo della modellazione determina quali aspetti dell’originale debbano essere riflessi nel modello. Obiettivi diversi generano modelli diversi dello stesso oggetto.
I modelli possono essere costruiti attraverso il pensiero (modelli astratti) o attraverso il mondo materiale (modelli materiali). Un posto speciale tra i modelli astratti è occupato dai modelli linguistici. L’ambiguità e la vaghezza del linguaggio naturale, così utili in molte situazioni, possono costituire un ostacolo in certi tipi di pratica. In questi casi vengono creati linguaggi più precisi (professionali) — un’intera gerarchia di linguaggi di precisione sempre crescente, che culmina nel linguaggio idealmente formalizzato della matematica.